Gestão electrónica da pressão do turbo

Com a utilização da gestão electrónica tanto nos motores de gasolina como nos diesel, a regulação do controlo da pressão do turbo já não se deixa nas mãos de uma válvula de accionamento mecânico como é a válvula wastegate, que está submetida a altas temperaturas, e os seus componentes como: a mola e a membrana; sofrem deformações e desgastes que influenciam num mau controlo da pressão do turbo, além de que não tem em conta factores tão importantes para o bom funcionamento do motor como a altitude e a temperatura ambiente. Para descrever como funciona um sistema de regulação da pressão do turbo, temos um esquema (figura abaixo) que pertence a um motor Diesel (1.9 TDi) no qual se vêem todos os elementos que intervêm no controlo da pressão do turbo. A Gestão Electrónica Diesel (EDC Electronic Diesel Control) interpõe uma electroválvula de controlo da pressão (3) entre o colector de admissão e a válvula wastegate (4) que controla a todo momento a pressão que chega à válvula wastegate. Como se vê no circuito de controlo da pressão do turbo, é similar a um circuito de controlo convencional com a única diferença da incorporação da electroválvula de controlo (3). As características principais deste sistema são:
- Permite ultrapassar o valor máximo da pressão do turbo.
- Tem corte de injecção a altas rotações.
- Proporciona uma boa resposta ao acelerador em toda a margem de rotações.
- A velocidade do turbo-compressor pode subir até às 110.000 r.p.m.
A electroválvula de controlo (AMAL): comporta-se como uma “chave de acesso” que deixa passar mais ou menos pressão até à válvula wastegate. Esta é comandada pela ECU (unidade de controlo) que mediante impulsos eléctricos provoca a sua abertura ou fecho. Quando o motor gira a baixas e médias rotações, a electroválvula de controlo deixa passar a pressão que há no colector de admissão através da sua entrada (1) até à saída (2) e directamente até à válvula wastegate, cuja membrana é empurrada para provocar a sua abertura, mas isto não terá efeito até que a pressão de sopro do turbo seja suficiente para vencer a força da mola. Quando as rotações do motor são altas a pressão que chega à válvula wastegate é muito alta, o suficiente para vencer a força da sua mola e abrir a válvula para derivar os gases de escape pelo bypass (baixa a pressão do turbo). Quando a ECU considera que a pressão no colector de admissão pode ultrapassar as margens de funcionamento normais, quer seja por circular em altitude, alta temperatura ambiente ou por uma solicitação por parte do condutor de altas prestações (acelerações fortes e repentinas), sem que isto ponha em risco o bom funcionamento do motor, a ECU pode modificar o valor da pressão do turbo que chega à válvula wastegate, cortando a passagem da pressão mediante a electroválvula de controlo, fecha a passagem (1) e abre a passagem (2) a (3), pondo assim em contacto a válvula wastegate com a pressão atmosférica que a manterá fechada e assim aumenta-se a pressão do turbo.
Para que fique claro, o que faz a electroválvula de controlo durante o seu funcionamento, é enganar a válvula wastegate desviando parte da pressão do turbo para que esta não actue.
A electroválvula de controlo é gerida pela ECU (unidade de controlo), ligando à massa um dos seus terminais eléctricos com uma frequência fixa, onde a amplitude do sinal determina quando deve abrir a válvula para aumentar a pressão do turbo no colector de admissão. A ECU para calcular quando deve abrir ou fechar a electroválvula de controlo tem em conta a pressão no colector de admissão por meio do sensor de pressão do turbo que vem incorporado na própria ECU (figura pág.9) e que recebe a pressão através de um tubo (7) ligado ao colector de admissão. Também tem em conta a temperatura do ar no colector de admissão por meio de um sensor de temperatura (6), o nº de r.p.m do motor e a altitude por meio de um sensor que por vezes está incorporado na ECU ou fora.No esquema abaixo temos o circuito de admissão e escape de um motor Diesel de injecção directa (TDi) que utiliza um turbo-compressor de geometria variável (TGV). Como se vê no esquema não aparece a válvula de descarga ou wastegate, apesar disso a electroválvula de controlo da pressão do turbo (3) continua presente e dela sai um tubo que vai directamente ao turbo-compressor. Ainda que não se veja onde liga em concreto, o tubo, está ligado à válvula ou actuador. O funcionamento do controlo da pressão do turbo é muito similar ao estudado anteriormente, a diferença é que a válvula wastegate é substituída pela válvula de vácuo, ambas têm um funcionamento parecido, enquanto que uma abre ou fecha uma válvula, a outra move um mecanismo de accionamento de alhetas. Neste caso o sensor de altitude está fora da ECU (unidade de controlo).